一個“瀕危”課題組引領中國鋰電池崛起

固態離子學和二次電池研究團隊。物理所供圖

　　黃學杰從抽屜深處拿出一個精美的小盒子，打開盒蓋，里面裝著兩塊約一根食指長的圓柱體鋰離子電池。電池銀灰色殼體上，清晰地刻著一串編號“LC8111231”。這是1996年黃學杰和同事在中國科學院物理研究所（以下簡稱物理所）的實驗室里手工裝配的中國第一批18650圓柱鋰離子電池，總數不到50個。

　　時隔30年，電池殼體依然平整光滑，沒有一絲銹跡。“這是手搓的，純手工打造。”黃學杰自豪地向《中國科學報》記者介紹。

　　“搓”電池時，黃學杰還不滿30歲，剛接替比他年長26歲的物理所研究員陳立泉（2001年當選中國工程院院士），擔任固態離子學和二次電池課題組組長。30年來，陳立泉是“領航者”，黃學杰是“掌舵手”，二人將一個瀕臨解散的“瀕危”課題組，發展成為國際動力電池版圖上繞不開的研究高地。

　　該團隊創立了我國固態離子學學科，開創了我國鋰二次電池領域，推動我國鋰離子電池產業實現從無到有、從跟跑到領跑的跨越式發展。如今，團隊正引領新一代固態電池的發展，為我國在能源革命中搶占科技制高點提供有力保障。

　　今年1月，固態離子學和二次電池團隊獲得“中國科學院先進集體”榮譽稱號。

　　“一組兩制”

　　20世紀八九十年代，中國還是“自行車王國”，清脆的車鈴聲在大街小巷此起彼伏。那時，誰家門口停了一輛小汽車是會被圍觀的——汽車，對普通人而言是可望而不可即的奢侈品。

　　就在這樣的時代背景下，陳立泉卻提出要研發汽車動力電池，這一想法一度被質疑為“異想天開”。彼時，課題組因老一代科研人員集中退休，無法滿足“至少3人才能成組”的基本條件，面臨解散危機。剛回國接任課題組長的黃學杰，找物理所領導據理力爭：“如果轉換賽道做產業化，所里能否給予支持？”

　　課題組被暫時保留，處于“待定”狀態。隨后，黃學杰從所屬機械加工工廠請來一名技術工人“入伙”，滿足了成組的人數條件。在下一次課題組評估前，團隊“爭”來了3年寶貴的發展時間。

　　團隊雖然以鋰離子電池產業化為目標，但并未放棄基礎研究，始終堅持“一組兩制”：一方面奮力把鋰離子電池關鍵材料和電池的產業化路徑打通，另一方面堅持潛心攻堅前沿基礎研究。

　　1997年，在中國科學院和相關企業的支持下，課題組從日本引進了部分關鍵設備，在物理所搭建起中國第一條18650型鋰離子電池中試線。

　　物理所請回了已退休的科研人員，還調配了部分技術人員進行支援。大家輪番守著生產線，臟活、累活搶著干，一步步攻關，勢必要打通產業化路線。

　　與此同時，黃學杰和陳立泉深知，產業熱度可能瞬息萬變，但關鍵科學問題需要持續深耕，更得坐得住“冷板凳”。

　　“我們對學生的要求很明確——專心做基礎研究，關注領域內重要的前沿問題。”黃學杰告訴《中國科學報》。

　　1997年，在推進產業化的同時，如今已是物理所研究員的李泓進入課題組讀博士。他在離“廠房”不遠的一間小實驗室里，在老師指導下潛心攻關鋰離子電池前沿負極材料課題，為納米硅碳負極材料的發展做出引領性工作。這種材料可顯著提升鋰離子電池的能量密度，在相關產業發展方面發揮了重要的推動作用。

　　基礎研究為產業發展提供了源頭活水，團隊先后取得多項重要成果：對鈷酸鋰進行氧化物包覆以提升充電電壓、對磷酸鐵鋰進行體相摻雜改性，打破國外原始專利壟斷；研發納米合金化負極材料；研發新型鈉離子電池正極材料（含銅基氧化物）和負極材料（煤基碳材料）……

　　30年來，“一組兩制”讓他們在動力電池領域走得穩、走得遠。

　　“貼標簽”

　　2015年，俞海龍進入課題組從事博士后研究。兩年博士后任期將至時，黃學杰對他說：“海龍，你得留下，做全固態鋰電池界面研究課題，這是固態電池領域最具挑戰性的科學和技術難題，希望你用10年時間做好這個工作，成為你的‘標簽’。”

　　新一代全固態金屬鋰電池被公認為新能源動力電池的發展方向。然而，長期以來，全固態電解質和金屬鋰電極之間的接觸面始終無法緊密接觸。

　　在黃學杰的指導下，俞海龍摒棄雜念，全身心投入全固態界面研究。實驗中經歷的無數次失敗與反復驗證，讓他一度身心俱疲。“黃老師經常跟我說，我們今天做的事情，有機會改變行業。”正是這份信念感，支撐俞海龍突破一個又一個難關。

　　2025年10月，《自然-可持續發展》刊發了他們的研究成果——黃學杰團隊開發出一種陰離子調控技術，突破了全固態電池走向實用的最大瓶頸。該研究被評價為“解決了制約全固態電池商業化的關鍵瓶頸問題，為實現其實用化邁出了決定性一步”。這一成果引發業界廣泛關注，俞海龍是相關論文的共同第一作者。

　　“最近幾個月，產業界頭部公司基本上都來了解我們的工作。”俞海龍高興地告訴《中國科學報》。

　　堅持長期主義，是團隊培養人才的理念。“人才成長和事業發展都需要一定時間。一般情況下，一個人在一個領域耕耘10年左右，再經過10年左右的發展鞏固，基本就靠譜了。”黃學杰說，這是人才成長的規律，而尊重這個規律，就是他管理團隊的“訣竅”。

　　在黃學杰看來，年輕人的成長本質上是能力的系統塑造。“從讀博士的20多歲到成為科研人員的三四十歲期間，要給自己貼上一個‘標簽’，讓無論是政府部門還是產業界，在尋找這方面的專家時都能想起你。”

　　如今，固態離子學和二次電池課題組現有9名研究員，每個人身上都有一個閃亮的“標簽”。黃學杰——正極材料迭代研發和電池技術；李泓——硅碳負極材料和原位固態化電池技術；胡勇勝——鈉離子電池技術；禹習謙——電池材料表征分析；索鎏敏——水系電解質電池技術……

　　這就像一個實力雄厚的門派，每位高手精研一門絕技，互不重疊又彼此呼應。這些高手帶出的弟子也各有專長。黃學杰尊重學生興趣，也鼓勵學生與老師的研究方向相匹配。“不能跟著魯班學做裁縫。”黃學杰說，“第一步必須跟著這個領域里最優秀的那個人，瞄準一個方向把本事練扎實。”

　　“貼標簽”有時還需要一些魄力。早在上世紀90年代末，陳立泉和黃學杰就忍痛割愛，砍掉了當時最熱門的方向之一“高溫超導”的相關課題。要知道，他們都從事過超導研究，陳立泉還曾因高溫超導研究獲得過國家自然科學獎一等獎。

　　“我們只能貼一個標簽，干一件事情，不能‘四面攻城’。”黃學杰說。

　　托舉

　　在年輕人成長的道路上，陳立泉和黃學杰始終盡力托舉、全力支持，把年輕人推到科研一線的最前沿。

　　陳立泉常跟團隊中的年輕人說：“別人有的我們不能沒有，別人沒有的我們也要有。”李泓回憶，當年，團隊發現納米硅材料的潛力時，導師陳立泉立即聯系中國科學院沈陽金屬研究所獲取激光燒蝕設備，“這種科研支持催生了多項顛覆性技術”。

　　面對年輕人對行業“內卷”加劇的苦惱，黃學杰也有另一種解讀。“不要只看到科研道路上競爭者多了，要看到是同行者多了，這更易于找到可以彼此依靠的肩膀。過去，路上沒幾個人同行時，我們心里也會發怵，會忍不住想‘是不是走錯了路’。”

　　今年，即將60歲的黃學杰卸任課題組組長一職，由李泓接棒。團隊規模也從最初的3人發展成上百人。

　　1988年，團隊在一間極其簡陋的實驗室里研發出我國第一塊固態鋰電池。30多年來，固態電池研究與產業化跌宕起伏。2021年，已逾八旬的陳立泉仍大聲疾呼“固態電池大干快上，引領電動中國”。

　　在全球固態電池你追我趕的發展態勢下，一代又一代中國科學家持續作出貢獻，而物理所固態離子學和二次電池課題組融在血脈中潛心研究、攀登高峰的精神力量，始終托舉著年輕一代科研工作者。

　　《中國科學報》(2026-03-03 第1版 要聞)